احدث مقال عن الدهانات و الكيماويات و مواد العزل

مقال عن الدهانات

مقال عن الدهانات

الفصل الأول: لمحة موجزة عن الدهانات

1-1 مقدمــــــة:

الدهانات عموماً و الدهانات المعمارية على وجه الخصوص لها عظيم الأثر في جميع مجالات الحياة... و من قديم الأزل و الدهانات تعبر عن حضارات الأمم... و هي المقياس الفعلي للتقدم العلمي و التكنولوجي لهذه الأمم... فالدهانات هي التي تنقل حضارات الأجيال المتعاقبة، فالتراث العلمي و الفني نقل بواسطة الدهانات، فاللوحات الأثرية الثمينة و النقوشات في المعابد خير دليل على ذلك..


1-2 نبذة تاريخية عن الدهانات:

اكتشف الصينيون منذ حوالي 2000 عام قبل الميلاد الدهانات الشفافة (اللكر)باستخدام صمغ حليبي (سائل من أوعية النباتات) من شجر اللكر كمادة ترابط، كما عرفت الدهانات منذ حوالي 1500 سنة قبل الميلاد عندما طور المصريون القدماء علم التلوين إذ كانت تتركب حينئذٍ من دهون حيوانات، مواد معدنية ملونة و كربون أسود، و منذ حوالي 1000 سنة قبل الميلاد اكتشف المصريون الورنيش من الراتنجات الطبيعية و شمع النحل، و في القرن السادس عشر انتقلت صناعة الدهانات من الصين إلى أوروبا و تطورت فيما بعد باستخدام الزيوت النباتية و راتنجات الأشجار كمواد ترابط و بقيت المنتجات النباتية أكثر المواد استخداماً كمواد خام لهذه الصناعة و مع بداية القرن التاسع عشر تطورت صناعة الدهانات بشكل واسع و سريع نظراً لاستخدام الكثير من المركبات البتروكيميائية الوسيطة و النهائية كمواد ترابط تصل نسبتها إلى 80% مثل نترات السيللوز ، الراتنجات الفينولية الصنعية و راتنجات الألكيد و غيرها.


الفصل الثاني: لمحة موجزة عن الدهانات


2-1 تعريف الدهانات:

الدهانات هي تلك الطبقة الأخيرة التي تكسى أو تطلى بها الأسطح ( الجدران ، الأسقف ، الارضيات ، الخشب ، المعادن) لتضفي طابعاً جمالياً و زخرفياً خاصاً على الأبنية تارة و لتحمي الأسطح من التلف تارة أخرى.


2-2 أساسيات الدهان:

تتكون من بودرة (pigment) تكون عالقة داخل مادة سائلة تسمى وسيط (vehicle) و عندما يدهن بها السطح يتحول هذا الدهان إلى طقة رقيقة جداً صلبة بمساعدة إحدى الطرق الآتية:

1- الأكسـيد: تعمل طبقة صلبة من الدهان باتحادها بأكسجين الجو.

2- التبخــر: تعمل طبقة من الثيرموبلاستيك.

3- التسخين: تعمل طبقة من التيرموستينج.

4- التغيرات الكيميائية: تعمل تلاحم بين المواد و بعضها و تكون بذلك طبقة رقيقة سطحية صلبة.


2-3 المكونات الأساسية للدهان:

يتكون أي دهان من عدة مكونات أساسية هي:

1- المادة الرابطة (binders):

و هي السائل الرئيسي الذي يكون مسؤولاًعن حمل جميع مكونات الدهان الأخرى، والمادة الرابطة هي التي تحدد نوع الدهان سواءً كان دهان مائي أو زيتي أو سيليلوزي أو كحولي، و تتوقف قيمة الدهان على قيمة المادة الرابطة، كذلك تتوقف جودته على جودة المادة و قدرتها على حل المكونات المختلفة.

2- القواعد الأساسية:

و المقصود بها هي البودرة المكونة للدهان و التي تكون مع المادة الحاملة القوام الأساسي للدهان.

3- الأكاسيد الملونة:

و هي التي تعطي للدهان اللون المطلوب و قد تكون هذه الأكاسيد لوناً واحداً أو لونين أو أكثر بشرط التجانس وعدم حدوث تفاعلات كيميائية تؤثر على الدهان.


الفصل الثاني: لمحة موجزة عن الدهانات

4- الإضافات المساعدة:

هي المحسنات و المثبتات و المجففات و هي في الحقيقة ذات أهمية قصوى في صناعة البويات و من أنواعها:

• مواد لمنع الترسيب.

• مواد لمنع تكون القشرة.

• مواد مجففة.

• مواد لزيادة السيولة و التشغيلية (مواد مخففة).

• مواد لإكساب اللمعان.

• مواد لطفي اللمعان.

• مواد لزيادة المرونة.

• مواد مثبتة للدهانات.

• مواد زادة الصلابة.

• مواد زيادة مقاومة المياه.

• مواد زيادة مقاومة الحرارة.

• مواد مقاومة البكتريا و الطفيليات.

• مواد زيادة مقاومة صدأ عبوات الصفيح.


و في ما يلي سيتم شرح هذه المكونات بشيء من التفصيل…


2-3-1 المواد الرابطة:

تعتبر المواد الرابطة من أهم مكونات البويات و الدهانات بجميع أنواعها حيث أنها المسؤول الرئيسي عن حمل مكونات الدهان و مسئولة أيضاً عن لصق الدهان بالسطح، و جودة الادة الرابطة هي التي تحدد جودة الدهان.

و للمادة الرابطة عدة أنواع من حيث الحالة المجودة بها سواء كانت سائلة أو صلبة أو بودرة.

و المواد الرابطة إما أن يحدث لها تفاعلات كيميائية أثناء الجفاف مثل ما يحدث في راتنجات الألكيد و الإيبوكسي و البولي ريثان أو لا يحدث لها تفاعلات كيماوية حيث يتم جفافها بمجرد تطاير المواد المذيبة مثل الراتنجات الطبيعية مثل السيلولوز و الأكريلك .


الفصل الثاني: لمحة موجزة عن الدهانات

و تنقسم المواد الرابطة إلى قسمين:

1- الراتنجات الصناعية: وهي التي يتم جفافها عن طريق التفاعلات الكيميائية.

2- الراتنجات الطبيعيــة: وهي التي يتم جفافها بتطاير المذيبات.


(2-3-1-أ) الراتنجات الصناعية:

1- المواد الرابطة الصناعية من راتنج الألكيد (alked resins):

من أشهر الراتنجات القديمة التي أثبتت كفاءة عالية في صناعة البويات و اللاكيهات و الدهانات اللامعة و النصف لامعة و المطفية و تستخدم الدهانات المصنوعة من راتنج الألكيد في البويات المنزلية و الدهانات الصناعية.

و أنواع راتنج الألكيد هي:

1. راتنج طويل الزيت نسبة الزيت فيه أكثر من 60% و يذوب في المذيبات الأليفانية.

2. راتنج متوسط الزيت نسبة الزيت فيه من 45% إلى 60% و يذوب في الهيدروكربونات.

3. راتنج قصير الزيت نسبة الزيت فيه من 25% إلى 40% و يذوب في المذيبات العطرية.

4. راتنج عديم الزيت و هو خال من الزيت و يذوب في الكحولات.

و الراتنج طويل الزيت نسبة جفافه أعلى من متوسط الزيت و هكذا كذلك امتزاج راتنج طويل الزيت مع الزيوت المغلية يكون بنسبة أعلى من متوسط الزيت و هكذا.

2- راتنجات الإيبوكسي الصناعية ((epoxy resins:

ظهر راتنج الإيبوكسي في عام 1936و يتميز بميزات جيدة خاصة في المجال الإنشائي و جميع المهندسيين يلمسون ذلك .

و الصور التي يوجد بها الإيبوكسي هي:

• مكون واحد مثل الدهانات العادية.

• مكونين عبارة عن مركبين A&B هما المادة السائلة و المصلب(hardener).

• راتنج صلب (بودرة) يتم طلاؤه بطريقة الدهانات الألكتروستاتيكية.


من أهم مميزات الإيبوكسي مقاومته للكيماويات و العوامل الجوية و التآكل و غير ذلك مما سيرد ذكره لاحقاً.


الفصل الثاني: لمحة موجزة عن الدهانات

3- راتنج البولي ريثان الصناعي:

• من أقوى و أحسن المواد الرابطة حيث يعطي قوة لصق عالية جداً بالإضافة إلى مقاومة الكيماويات و الإحتكاك و الصدمات و الرطوبة.

• تستخدم الدهاناتالمصنعة من راتنج البولي ريثان في الدهانات الداخلية و الخارجية و الأخشاب.

• يدخل راتنج البولي ريثان في صناعة الورنيشات ذات الخواص الممتازة في الحماية من الكيماويات و الإحتكاك.

• يوجد من هذه الدهانات و الورنيشات مركبات ذات عبوه واحده أو ذات عبوتين كما هو الحال في الإيبوكسي.


4- أنواع أخرى من الراتنجات الصناعية:

يوجد أنواع أخرى من الراتنجات مثل راتنج السيليكون الذي يتميز بتحمله درجات عالية من الحرارة تصل إلى 600 درجة مئوية كما أن له مقاومة جيدة للمياه، كما يوجد نوع آخر هو راتنج البولي إستر المستخدم في الورنيشات بكفاءة عالية، كذلك يوجد راتنج الفينول المناسب لخزانات المياه و علب الأطعمة لمقاومته للمواد البيلوجية و مقاومته لمياه.


(2-3-1- ب) الراتنجات الطبيعية:

لا يحدث لهذه الراتنجات أي تفاعلات كيماوية أثناء الجفاف و لكن يحدث فقط تطاير للمذيبات أما الراتنجات الصناعية فيتم الجفاف عن طريق التفاعلات الكيماوية، و الراتنجات الطبيعية منها ما هو من أصل نباتي و منها ماهو من أصل حيواني.

من الراتنجات ذات الأصل الحيواني راتنج الشيلاك (الجملاك) و التي تفرزه حشرة اللاك الموجودة في الهند، أما الراتنجات الطبيعية ذات الأصل النباتي فهي متعددة و منها راتنج القلفونية (الروزين) و راتنج الكوبال، و من الأنواع الشائعة أيضاً هو السليلوزات و هي أيضاً لا يحدث لها أي تفاعلات كيميائية أثناء الجفاف و لكنه يتم تطاير المواد المذيبة.


الفصل الثاني: لمحة موجزة عن الدهانات

2-3-2 القواعد الأساسية للدهانات:

• هي المساحيق الأساسية التي تكون مع المواد الرابطة القوام الرئيسي للدهانات.

• من أشهر هذه القواعد الأسبيداج (كربونات الكالسيوم) و الليثون (الزنك) و أكسيد التيتانيوم و الجير.

• تخلو الدهانات الشفافة من القواعد الأساسية حيث تقلل من شفافيتها مثل الدهانات السليلوزية الشفافة و دهانات الأستر و الورنيشات السنتاتيك و ورنيشات التلميع.


و في ما يلي شرح لبعض أنواع هذه القواعد الأساسية:

1- الأسبيداج (كربونات الكالسيوم):

• هو من أشهر القواعد البيضاء الرخيصة الثمن التي تدخل في دهانات الغراء و البلاستيك و اللاكيه و المعاجين.

• يضاف أيضاً الأسبيداج إلى الليثون (الزنك) و أكسيد التيتانيوم لتكوين قاعدة بيضاء في الدهانات المائية الجيدة.

• تتوقف جودة الأسبيداج على جودة الحجر الجيري و جودة طحينه.

• لإنتاج الأسبيداج يتم تكسير الحجر الجيري في كسارات خاصة ثم يتم طحنه في طواحين إلكترونية للحصول على درجة نعومة عالية.

• الأسبيداج غير سام.

2- الليثيبون (الزنك):

• هو مسحوق أبيض ناعم و دهني الملمس يلتصق باليد جيداً و لا يزال بسهولة.

• يعطي قوة تغطية عالية للدهانات و له مقاومة للإحتكاك و للعوامل الجوية و هو غير سام.

• يقبل الليثون الذوبان في جميع السوائل و الملونات.

• يتكون الليثون من كبريتور الزنك بنسبة من 28% إلى 30% مع كبريتات الباريوم.

• يستخدم الليثون في تأسيس البويات السنتاكية و السليلوزية و كذلك في المعاجين المختلفة.


الفصل الثاني: لمحة موجزة عن الدهانات

2-3-3 الأكاسيد الملونة:

• هي مساحيق بودرة تضاف للقواعد الأساسية السابق ذكرها لإكسابها لون معين و قد يستخدم نوع واحد أو نوعين من الأكاسيد الملونة بشرط عدم حدوث تفاعل بين الأكاسيد و بعضها.

• في حالة الدهانات الشفافة أو البيضاء التي تقوم القواعد الأساسية بدور الملونات لا تحتاج في هذه الحالة إلى أي ملونات.

أنواع الأكاسيد الملونة:

1- أكاسيد رخيصة مثل الأسبيداج و الطينة البيضاء و الأحمر الزنجغفري الطبيعي و أصفر تراسينة و أسود الجرافيت و بني المنجنيز.

2- أكاسيد كيماوية مثل الليثيبون و كبريتات الباريوم.

3- أكاسيد حيوانية مثل الأحمر اللعلي و أحمر الجملكة و أسود العظام و بني العظام.

4- الأكاسيد الحرارية مثل الجير السلطاني.

5- الأكاسيد النباتية مثل أسود الفحم و الأزرق الهندي و الأحر الزنجغفري الصناعي و أحمر الكاديوم و الأخضر النباتي.


2-3-4 الإضافات المساعدة:

وهي المواد التي تضاف لتحسين خواص الدهانات و البويات و أهمها:

1. المواد الحافظة و هي تمنع تكوين الكائنات الحية و الطفيليات خاصة في الدهانات المائية.

2. المواد المجففة و هي التي تساعد على جفاف طبقة الدهانات الزيتية, و من أنواعها الكوبلت و المنجنيز و الرصاص و الحديد و الكالسيوم و هي تضاف بنسبة 0.005% إلى 1%.

3. مواد لمنع تكون القشرة.

4. المواد المانعة للترسيب.

وهي من أهم المواد في صناعة الدهانات حيث أن ترسيب القواعد الأساسية يغير من تغطية الدهان و في بعض الأحيان يصعب التقليب فتطفو السوائل على السطح.

و من أهم المواد المانعة للترسيب في الدهانات السيليلوزات و البنتونيت و الشمع و كربونات الكالسيوم المعالج أسطح حبيباته بحمض الإستاريك .

5. مواد منع الرغوة، تحدث ظاهرة الرغوة في الدهانات المائية و هي غير مستحبة.

6. مواد وقف الحرائق مثل فوسفات السيلكون و فوسفات التيتانيوم و الإسبستوس.


الفصل الثاني: لمحة موجزة عن الدهانات

2-4 زيت بذرة الكتان المغلي:

1. يستخرج هذا الزيت من بذور الكتان عن طريق كبس البذرة في مكابس هيدروليكية (عصارات) في درجات حرارة معينة و المتبقي هو كثب الزيت.

2. خواص زيت بذرة الكتان المغلي:

• الوزن النوعي عند درجة 15.5 درجة مئوية هو حوالي 0.934.

• معامل الإنكسار عند درجة 20 درجة مئوية هو 1.482.

3. يمكن معرفة الزيت الجيد بوضع كمية على راحة اليد ثم تفرك و يتم معرفة رائحة الزيت من روائح المواد الغريبة.

4. يستخدم زيت بذرة الكتان المغلي في العديد من أنواع الدهانات و المعاجين و الورنيشات.

2-5 المذيبات:

هي مواد عضوية متطايرة تستخدم لإذابة الراتنجات و لتقليل اللزوجة في البويات والورنيشات و من أمثلة المذيبات ما يلي:

1. التربنتين:

• يستعمل كمخفف و مجفف في الدهانات و الورنيشات كما يضاف إلى الشمع لتلميع الموبيليا.

• يستخدم أيضاً مع الليثيبون و زيت بذرة الكتان المغلي في عمل البطانات للحوائط و الأخشاب.

• يمكن التأكد من جودته بوضع كمية قليلة في زجاجة و ترج جيداً فإذا تلاشت الفقاعات بسرعة كان جيداً.

2. النفط المعدني:

يستخدم بدلاً من التربنتين الطبيعي لغلو ثمن الأخير، يستخدم أيضاً كمخفف و مجفف، كما يستخدم لتنظيف الفرش و البروشات، كما يستخدم مع الليثيبون و زيت بذرة الكتان المغلي في عمل البطانات للحوائط و الأخشاب.

3. الكحولات:

تستخدم الكحولات بأنواعها المختلفة كمواد مذيبة مثل الكحول الإيثيلي الأحمر المستخدم في الوقود و في إذابة الجملكة و كحول البيوتيل الذي يستخدم لإذابة الراتنجات و الصلبة في بويات الأفران و كحولات الأميل التي تستخدم في خلات الأميل التي تذيب البويات السلبولوزية و الكحولات سريعة الإشتعال.


الفصل الثاني: لمحة موجزة عن الدهانات

4. الكيتونات:

هي مركبات كيماوية و متطايرة ذات رائحة مميزة مثل الأسيتون الذي يستخدم كمذيب في الورنيشات و البويات السليولوزية كما أنه يذيب الجملكة و القلفونية و لكنه سريع الإشتعال.

2-6 الملدنات:

هي مواد مساعدة تضاف إلى الدهانات لتعطي مرونة في سطح الدهان و تقلل من الصلابة و تزيد من قوة الإلتصاق و تزيد اللمعان.

و تستخدم الملدنات على وجه الخصوص في الدهانات و الورنيشات السليولوزية و من أهم الأنواع التراي فينيل فوسفات.


2-7 أهم عناصر مواد الدهانات:

الجدول التالي يوض أهم عناصر مواد الدهانات و استعمالاتها…

اسم المادة بالعربية اسم المادة بالإنجليزية أنواع المادة و استعمالاتها

زيت بذرة الكتان Linseed Oil 1- زيت ني.

2- زيت مغلي أو مستوي.

لإذابة مساحيق الأساس فيها.

زيت تونج Tung Oil

زيت صويا Soya Oil

أبيض الزنك Zinc Pigment وهو أكسيد الزنك و ينقسم إلى:

1- زنك عادي(فيه 50%زنك).

2- زنك غني(فيه 75-95% زنك) و هو مادة مالئة لإعطاء قوام للبوية مثا الزنك الفرنسي أو الصيني.

الإسبيداج White Lead مادة مالئة كمسحوق أساس لإعطاء قوام للبوية و هو أبيض الرصاص أو كربونات الرصاص و يستعمل في الدهانات الخارجية و المعجون.

الترابنتين Turpentine مذيب و مخفف للبوية.


النفط Naphta 1- نباتي: ناتج تقطير الصمغ.

2- معدني:ناتج تقطير البترول.

الورنيش Varnish يسرعةجفاف البويةو تكوين طبقة رقيقة صـلبة.


الفصل الثاني: لمحة موجزة عن الدهانات

اسم المادة بالعربية اسم المادة بالإنجليزية أنواع المادة و استعمالاتها

الشمع الأصفر(العسلي)

Resin



1- طبيعي

2- صناعي،يساعد على سرعة جفاف البوية..


الغراء Glue 1- خرز. 2- سائب. 3- مواد خاصة.

يستعمل في عمل معجون البوية و تحضير بعض البويات.

*الجملاكة وَ الكحول Shellac & Alcohol من أنواع الشمع و يستعمل لمعالجة عقد الأخشاب لكي لا تخرج عصارات الأخشاب الصمغية من خلالها و كذلك لدهان الأخشاب نفسها.

البوتاس Potassium لتجليخ و إزالة البوية القديمة.

الصودا الكاوية Soda لتجليخ و إزالة البوية القديمة.

الشبه Alum لتثبيت بعض البويات.

السلاقون Red Lead وهو أكسيد الرصاص الأحمر و يستعمل لدهان المواد القابلة للصدأ مثل الحديد و خلافه.

الصابون الأسود وَ الصابون البودرة Black soap & Detergent لتجليخ و تنظيف السطح المراد دهانه بالبوية.

الألوان (تراسينا) Colors 1- نباتي.

2- معدني مثل أكسيد الحديد الأحمر أو الأصفر أو الأسود وهي المواد الملونة للبوية.


* تستخرج الجملاكة من انتاج عش خنافس لاك التي تعيش على أفرع الأشجار بأعداد كبيرة و تتغذى على عصاراتها.